冷却塔由集水池、支柱、塔身和淋水装置组成。集水池多为在地面下约2米深的圆形水池。塔身为有利于自然通风的双曲线形无肋无梁柱的薄壁空间结构，多用钢筋混凝土制造。冷却塔通风筒包括下环梁、筒壁、塔顶刚性环3部分。下环梁位于通风筒壳体的下端，风筒的自重及所承受的其他荷载都通过下环梁传递给斜支柱，再传到基础。筒壁是冷却塔通风筒的主体部分，它是承受以风荷载为主的高耸薄壳结构，对风十分敏感。其壳体的形状、壁厚，必须经过壳体优化计算和曲屈稳定来验算，是优化计算的重要内容。塔顶刚性环位于壳体顶端，是筒壳在顶部的加强箍，它加强了壳体顶部的刚度和稳定性。
斜支柱为通风筒的支撑结构，主要承受自重、风荷载和温度应力。斜支柱在空间是双向倾斜的，按其几何形状有“人”字形、“V”字形和“X”字形柱，截面通常有圆形、矩形、八边形等。一般按双抛物线设计，基础主要承受斜支柱传来的全部荷载，按其结构形式分有环形基础(包括倒“T”型基础)和单独基础。基础的沉降对壳体应力的分布影响较大、敏感性强。故斜支柱和基础在冷却塔优化计算和设计中亦显得十分重要。
冷却塔高度一般为75～150米，底边直径65～120米。塔内上部为风筒，筒壁第一节（下环梁）以下为配水槽和淋水装置，统制为淋水构架，多用PE或PVC材料制成。塔底有一个蓄水池，但需根据蒸发量连续补水。淋水装置是使水蒸发散热的主要设备。运行时，水从配水槽向下流淋滴溅，空气从塔底侧面进入，与水充分接触后带着热量向上排出。冷却过程以蒸发散热为主，一小部分为对流散热。双曲线型冷却塔比水池式冷却构筑物占地面积小，布置紧凑，水量损失小，且冷却效果不受风力影响；它又比机力通风冷却塔维护简便，节约电能；但体形高大，施工复杂，造价较高，多用电动滑模。